从航空模型到无人机

陶考德

现在，在各种场合和航模界友人见面时，他们第一句话总是问“你现在还搞航模吗？”我的回答几乎都是“我现在玩大航模。”其实，我心里不无遗憾：多年来埋首于无人机事业，再无时间玩航模了。不过，说无人机是大航模也不无道理。航模与无人机本是“同根生”，两者只是尺寸大小、智能化程度和服务对象有所不同，并无本质差别。

1922年，上海交通大学、南京大学（原中央大学）、浙江大学三校的航空工程系合并，成立了华东航空学院，校址定于南京。我就是该校发动机制造专业的第一批学生。1955年，华东航空学院团委组建了航模队。队里包括年轻助教和学生，大家无论是做科普、搞研究还是练习飞行竞技都十分积极。同年5月5日，华东航空学院航模队研制成功了中国大陆第一架无线电遥控模型飞机，由我在南京紫金山麓“卫岗”（华东航空学院旧址）试飞成功，该模型由此得名“紫金山之鹰”。

1956年，朱宝鎏受命组建国家航空模型运动队，队员主要由华东航空学院师生组成，我也是其中一员。5月27日，我们前往布达佩斯，参加了第五届苏联及东欧人民民主国家航空模型竞赛，首战告捷。中国首次参加这项比赛，各国参赛队员对我们都很热情。通过这次比赛，我对国际比赛的许多技术细节有了较全面的了解，更获得了许多临场比赛的宝贵经验。

1961年1月，我打破并创造了两项无线电遥控模型飞机世界纪录：6小时6分35秒的留空时间纪录和2 470米的飞行高度纪录，在国际航模界一鸣惊人，影响很大。这两项纪录不仅让国内的年轻运动员刮目相看，也得到了国际航联（FAI）的正式承认。

1960年，西工大成立航空模型研究室。在“航模为国防服务”方针的指导下，我首先想到了“靶标无人机”。作为防空训练用的靶机，首要指标是模仿敌机的速度、高度和作业半径。但航模运动是一项竞技活动，有比赛规则的限定，如国际航联规定：模型起飞重量小于5kg，发动机气缸工作容积小于10cc，无线电发射功率小于1W……这些都阻碍了航空模型的性能向“高、快、久、远、重、精”等更优指标的发展。为此，就要摆脱航模竞技规则，发展“无人机科技”。

我大学时曾读过一篇文章，里面介绍了航模界泰斗Dr. Good，他同时还是靶场靶标无人机的权威。于是我自问，何不将无线电遥控航空模型技术移植到靶标无人机上，为军队提供防空训练器材，提高其对空射击技能。我唐突地走访了高炮指挥部和中央軍委炮兵司令部，自荐了遥控模型飞机技术。结果令我受宠若惊，部队领导们拍案叫绝：“正为防空训练器材发愁，岂料今天老百姓雪中送炭！”听到他们这么说，我心里一下踏实了。

很快，我们为解放军炮兵研制的“Ⅰ型航模靶机”（B-1） 在总参军训部设在南京的801厂投入生产。尽管尚未摘去航模的“帽子”，但这是个良好的开端。紧接着，空速250km/h 的“Ⅱ型靶机”（B-2）大量装备陆海空三军的40多个靶机组。据统计，B-2累计产量逾5 000架。这项成果令我们在1978年的全国科学大会上获奖。20世纪70年代，我们又研制了更大的“Ⅲ型靶机”（B-3），类似美国Beech公司的1025靶机（Red Bird）。该机发动机功率120马力（约90KW），空速500km/h，作业高度 5 000m。起初，“Ⅲ型靶机”（B-3）准备配合85高炮、100高炮和地空导弹部队训练，但终因尺寸太大、造价过高、使用不便而未能服役。

回过头看，B-3在当时的设计是不是太脱离航模了？看来，航模的规格仍有参考意义，不能随便抛弃。虽然靶标无人机的尺寸越做越大，系统越来越复杂，但在部队的基层连队里仍被称为“航模靶机”，我听着很亲切。 而且，在役无人机软、硬件系统中以及无人机飞行作业中，随处可见航空模型的痕迹，如一些无人机上仍沿用航模传统的Dope（涂料）、Balsa（轻木）和桐木。尤其是当我闻到工作室里“香蕉水”的气味时，不禁会回忆起当年做航模的场景。

现代无人机系统进行飞行作业时，操纵手在指挥控制车方舱内，通过显示屏可观察数以百计的无人机飞行参数（定位坐标、姿态角以及各种工程数据），然后根据彩色数字地图上的航迹显示操控无人机，就像飞行员坐在飞机驾驶舱内，观察仪表驾驶飞机一样。即使这样，无线电遥控模型飞机也没有被彻底抛弃。当无人机远航归来进场、自动着陆时，常常会有一位航模高手充当车外操纵手，站在地面站方舱外，拿着遥控器，监视无人机飞行。但这位航模操纵手仍掌握着无人机系统最高优先级的控制权限，必要时可纠正无人机起飞或着陆时的偏差，甚至挽救危机。当然，大多数时候，他可能会“无所事事”。

长期以来，民用无人机系统可换装多种任务设备以适应不同用户的需求，如：海上缉私巡逻、地质物理探矿、航空摄影测绘等。20世纪60年代，国家科委制定的“十年规划重点”就有民用无人机服务于国民经济的项目，其中责成西工大研制的D-4民用无人机系统规定了4种用途： 航空摄影测绘、地质物理探矿、农田森林防治和人工影响天气。陕西省科委责成陕西省地矿局和冶金局组建了D-4无人机系统专业作业队，开创性地取得了可观的成果。不过由于民用无人机系统成本较高，其经济价值并未充分体现出来。但随着技术的日臻成熟，民用无人机系统的应用前景广阔。特别是近年来以大疆为代表的消费级民用无人机，让中国的民用无人机产业走到了世界前列。

写到这里，我不禁又想起了中国人民国防体育协会主任李达上将当年的指示：“航空模型运动要为国防建设和国民经济服务”。1958年，寿松涛校长积极、坚决地响应这一号召，在西工大开创了无人机事业，引导我们“从航空模型走向无人机”，这也成为我国无人机事业的发端。